"Zonenventil mit Versteileinrichtung11 Die Erfindung betrifft ein
Zonetiventil mit Verstelleinrichtung, Insbesondere für Gebäudeheizungsregelung.
C) Bei Heizungsanlagen für größere Gebäude und Fabrikationsräume tritt oft ein örtlich
unterschiedlicher Wärmebedarf auf. In diesen Fällen wird dann die Heizungsanlage
in sogenannte Zonen aufgeteilt, die
je für sich nach dem jeweiligen Wärmebedärf
geregelt werden. -,;Virdbeispielsweise ein Gebäude in eine nordseitige Zone und
in eine südseitige Zone unterteilt, dann wird 'durch ein Zonenventil die Nordseite
mit Wärme versorgt, sobald diese durch einen Raumthermüstaten od.dgl.*Wärme anfordert.
Andererseits wird auch die Südseite bei einem entsprechenden Bedarf mit Wärme versorgt,
wobei also in dem Gebäudeg auch wenn eine Vollregelung durchgeführt wird, zeitweise
ein Wärmestrang Otill x-esetzt werden kann, so daß also nicht dauernd das gesamte
Heizwasser umgewälzt werden muß.
Es wird lediglich der Teil uaig-ewäl-z -b,
der fLir die Zone benötigt wird, die momentan Wärme angefordert hat. Die an sich
bekannten Zonenventile steuern die Abzweigung der Heizmittel zu den entsprechenden
Zonen. Im allgemeinen
werden die Zonenventile selbst wiederum durch
einen
-
Thermostaten in den jeweiligen Zonen gesteuert. In ähnlicher Weise
kann auch ein größerer Raum in einzelne Zonen aufgeteilt werden, oder es können
an die einzelnen Heizkörper Zonenventile angeschlossen werden. Wenn beispielsweise
in einem Raum relativ viele Fenster auf einer Seite sindv während auf der anderen
Seite weniger Fenster sindt dann wirdt je nach der Himmeisrichtung, in der die eeinzelnen
Seiten ausgerichtet sindv unterschiedlich 'Närme zur gleichmäßigen Anwärmung des
Raumes erforderlica. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zonenventil mit
Verstelleinrichtung zu sL#haffen, welches besser als die bisher bekannten den Anforderun,-"*en
der Praxis gerecht wird und insbesondere eine Verstellung in Abhängigkeit von an
sich beliebigen blesagrößen, die durch einen Messwertwandler oder -geber eine Steuerspannung
hervorrufeny zu steuern. Ferner soll das Zonenventil leiefit an verschiedene Betriebsbedingungen
anpassbar sein und für verschiedene Normgrößen verwendbar. Diese Aufgabe wird im
wesentlichen nach der Erfindung dadurch gelöetpy daß in einem beweglichen Bügel
ein heizbares thermos;t,--itisches Arbeitselement gelagert ist, dessen Arbeitskolben
zur Ventilverstellung dient und daß ein gehäueefester Bügel zur Füh.;;-.'rung des
beweglichen Bügels vorgesehen ist.
Die Erfindung läßt sich in verschiedeneil
Aujfiihrungs-Loruieii realisieren. Be1 einer bevorzugten vorteilhafien Ausf#ih#ungsform
stützt sich der Arbeitskolben des thermostatibchen Irbeitselementes über eine BrUcke
an dem festen Bä-el ab und mit dem beweglichen Bügel ist ein Ventilstössel verbunden.
Bei einer anderene vorteilhaften AusfUhrungsform der brfiniun"-ist der Arbeitskolben
des thermostatischen Arbeitselementes im bew- lichen Bilgel frei beweglich geführt'und
dient direkt als Ventilstösselg wobei er gegen die Wirkung einer Rückstellieder
arbeitet. Bei den erwähnten theromostatisuhen Arbeitselementen handelt es sich vorzugsweiseg
aber nicht ausschließlich, um an sicii bekannte Elemente, bei denen in einem Gehäuse
ein sich bei Erwärmung ausdehnender Stoff untergebracht ist, der auf einen beweglicti
gelagerten Arbeitskolben wirkt. Nach Erreie
. hen der so*enantiten Lrbeitstemperatur
vergrößert der eingeschlossene Btoff sehr rasch sein Volumen und schiebt den Arbeitskolben
aus dem GehUuse heraus. Dabei xird allein dlirch Temperaturerhöhung eine relativ
große irbeit geleistet. Bei dem erfinaungst-,em:ißen Zonenventil ist nunda-s Gehäuse
des thermostatischen Arbeitse:Le'mr---ates in an sich we-
kannter Weise mit einer Ileizungseinrichtungl Deispieisweise
einer |
Heizspule, umgeben. Die btromzufuhr zu dieser Spule wird in
ib- |
-hängig>keit von der jeweils interessierenden physikalischen
Mess- |
.größe, z.B. die Temperatur in ein(ju bestimmten Raum, gesteuert. |
Dadurch kann in einfajher -"Veise das Zonenventil betatigt
we.-den |
Und je n-.ij'u- --.ed-qrf den des ',A,#diums durch die |
f - #2:, - |
zu- -,De ri --n. |
In besonders vorteilhafter Weise sind, nach einer Weiterbildung
der Erfindun-, am beweglichen Bügel Betztitigungsmittel für am Festen
CD
B-Ugel angeordnete'13:chaltelemente vorgesehen. Insbesondere wirdp. nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung, im Heizstromkreie des thermostatischen Arbeitselemen#es'ein*Hubbegrenzungsschalter'vorgesehen.
Dadurch wird erreicht, daß nach Durchlaufen eines vorbestimmbaren bzw. wählbaren
Hubes des Ventilstössels die Heizung des thermostatic-:ehen Arbeitselementes selösttätig
abgeschältet wird, so daß keine weitere Verschiebung mehr eintreten kann. Zweckmäßig
wird, nach einem weiteren 1-gerkmal der Erfindungg ein zusätzlicher zohalter vorgeseheng
der in Abhängigkeit vom Hub des Ventilstössels betätigt wird und zur b-teuerung
anschließbarer
El emente dienen kann. iiirch diesen zusätzlichen Schalter
kann bei-
spieisweise ein Zähler far das uurcrif-Lußmadium eingeschaltet
wer- |
den, nach-dem aei# Kontakt zur #iffnung des Ventils gegeben
ist_ |
oder es kann eine #,i -nailL;iiipe Uetätigt werden oder eine Umlaufcl pumpe zu-
oder go",e#,.-iiL21tet werden. Auf jeden F.all wird dieser icha-Lter in Abh*Ingigkeit
von der Ven-Lilstellung betätigt. Zur Einstellunf, eines jeweils gewünscLten Hubes
ist es vorteilhaft, den Hubbegrenzungsschalter relativ zum festen Bügel verstellbar
anzuordnen. Gemä-.r- einer Weiterbildung der Erfindung ist ein von außen bedienbares
Einstellmittel für die Hubbegrenzung vorgesehen, wobei vorzugsweise mit einem Einstellknopf
eine verdrehbare und in w«-#;hlbaren Höhenbereichen einrastbare FührungshÜlSe mit
einem LE)chalteroetätigungsstift ver'bunden ist. Dadurch laßen sich eine Anzahl
von 1-.-ubhöhen wahlweise einstellen, in die
jeweils dergeoaet-trische
Ausschaltpunkt fär den Hubbegrenzungs-CD schalter verlagert wird. Das erfindungsgemäße
Zonenventil kann auch eine haridbet#-#tigbare NotversLellungseinrichtung aufweisen.
Zweckmäßig wird als iio-!k;-vel#stellun,#seinrichtung ein vorzugsweise seitlich
geIagerter Exzenter vorgesehen, der mit einein Handgriff verdrehbar ist und mit
einem Stellstift in einen Schlitz das beweglichen Bügels eingreift. Sollte durch
irgendeine #;törung das thermostatische Arbeitselement nicht mehr oder nicht zufriedenstellenderweise
arbeiten,_ dann kann durch Betätigung der Notverstellungseinrichtung .-der mit-dem
oeweglichen Bügel verbundene Ventilstössel im benötigten Sinne um eine ausreichende
Wegstrecke verschoben werden.
CD
Als.weitere Sicherungsvorrichtung sieht die
Erfindung einen thermischen Sicherungsschalter vor, der bei Überhitzung im Gehäuseg
, falls beispielsweise bei Einsbb"ältng der Heizung der Hulbegrenzungsscklalter
nicht betätigt wird oder nicht schaltet, bei entsprechender Temperaturerhöhung.den
Stromkreis zu der Heizung des-thermostatischen-Arbeitselementes unterbricht. Auch
hierbei ist es zweckmäßig, daß z.B. der feste Bügel gleichzeitig dazu benützt wird,
um den thermischen Sicherungsschalter'zu tragen, was zu einer einfachen, platzsparenden
Anordnung führt-. Eine besonders raumsparende vorteilhafte lusführungsform ergibt
sich dann, wennnaQh einer 'Neiterbildung der Erfindung, der be-. weglic:he Bügel
und der feste Bügel in aufeinander senkrecht stehanden Ebenen angeordnet si-nd.
ung 4 |
Fär die RäckfUhi# des beweglichen Bügels in die Ruhelage ist |
zwischen dem festen und uen beweglichen Bügel eine RUckstellfeder |
vorgesehen. |
Das erfindungsgemäße Zonenventil läßt sich fdr verschiedene
Ar- |
beitsrichtungen des Kolbens des thermöstatischen Arbeitselementes |
ausbilden.,'#I-Ii-Itbeispielsweise als Hub die Bewegun des
Arbeits- |
kolbens aus dem thermostatischen Arbeitselemeht heraus, dann
ist |
zweck-aäßig am Kolben eine Ringplatte oa.'dgl. vorgeseheng
die als |
Wiaerlager für ein sich andererseits am beweglich-en Bügel
ab- |
stützende Kolbenräcksteilfeder dient. Grundaätzlich ist zw.#sChen |
festem Bügel und beweglichem Bügel die Haupt-Rückstellfeder
ange- |
bracht. |
Zur Anpassung des erfindungsz*emäq.en Zonenventils an verschiedene |
C> |
Rohrleitungen od.dgl. ist in zweckmäßiger Weise eine am Geh'IUse |
auswechsel aber unverlierbar angeordnete Üoerwurfmutter vorge# |
C) |
sehen. |
- ieitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Dabei zeigt: Fig.1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführud9sbeispiell
Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie
E-2 der Fig.19 F -zy-.3 einen Quersclinitt
entlang A-B der Fig.1
9
Fig.4 einen Längsschnitt durch ein zweites AusfährunIgsbeispiq#
Fig.5 einen Längsschnitt en.t1ang'der Linie G H der
Fig.49 |
Fig.6 ein Detail der Verste-Lleinrichtung für den Hub- |
begrenzungßschalter. Bei dem AusführungsbeiSDiel nach Fig.1 ist eine Grundplatte
1
vorgesehen, die einen Anschlußflan#sch 2 an die jeweiligen-Yoritilsowie
eine Bfopfbuthse
3 für elektrische Leitungen aufweist. Mit Deckelschrauben
4 ist ein'Gehäusedeckel
5 an der Grundplatte
1 befestigbar. In der-Grundplatte
ist, durch entsprechende Börtelungeng ein Bügel
6 befestigt. Um goo dazu
versetzt ist e#n beweglicher Bügel
7 angeordnet. Mit dem bewegliehen Bügel
7 ist eine Ha,-teplatte
C fUr ein thermostati,:;ches Arbeitselement
9 mit Arbeitskolben lo verbunden. uer Arbeits-,kQlben lo stützt sich auf
eine 1"rUcke
11 ab, die ihrerseits -wieder mit dem festen :Bügel
6 in Verbinaung steht. Dabei weist -der feste Bügel
6 seitliche 1#ähr-ingen
auf, in deLien der be
- -,N e gliehe Bügel
7 gleitbar gela..Tert ist.
Am unteren Teil 12 des
be-
weglichen Bligels
7 ist ein Ventilst*Issel
13 befestigt.
Das temPeraturempfindliche Arbeitselement 9 ist über
einen Iso- |
lierkörp ere beispieLsweise auL; Hartgewebe, in der Hal-Gepia-#ie
a |
befestigt. Oberhaib der Halteplatte ä ist eine Heizspule
16 mit |
Anschlußleitungen 17,18 auf einen Isolierririg, z.B.
einer |
Glimmerscheibe 15, angeordnet. Zur Fixierung der Heizspule
16 |
dient ein mit dem bewejglichen Bügel 7 verbundener Ha-Lteb-Lgel
19. |
de s |
An einer Seite/festen Bügels 6 ist, wie in Fig.1 angedeutet, |
eine Kontaktleiste 2o vorgesehen. Vorzugsweise auf der gegen-$ überliegenden Seite
des festen Bügels
6 ist einerseits ein Hub-* begrenzungssehalter 21 undp
wie aus Fig.3 ersichtlich, ein weiterer Schalter 22 befestigtp de
, r zur
- Steuerung an sich belie#iger Einrichtungen oder Geräte dienen kann, wie
beispielsweise. Detriebszustaadsanzeige für das Zonenventilg Betätigung einer, Umwälzpumpe,
Steuerung eines Durchfließaed7sa:eaod.dgl. Der Hub-
.
beYrenzungsschalt#r
21 ist mit einem Betätigungsstift
23 versehen, der durch die Bewegung des
heweglichen Bügels
7 betätigbar ist. In Fig.1 ist eine abgewandeite.Ausführungsform
eines Hubbe-
1
grenzungäschalters schematisch mit eingezeichnet. Dabei ist
am Gehäuse
5 eine ve-,-'stellbare Hülse 24 gelagert. Mit Hilfe eines Einstellknopfes
25 kann die Höhenlage der Unterkante
26 festgelegt werden. In diesem
Falle ist an einem Winkel
27 mit dem beweglichen Bügel
7 beweglich
verbunden ein Hubbegrenzungsschalter 28 vorgesehen, wobei der Abstand zwischen Schaltetössel
29
CD
und Unterkante
26 der Hülse 24 den zulässigen Hub bestimmt.
In Fig.1 ist weiter noch ein thermischer Schutzschalter
30 ge-
- -
zeigt
- 9-der bei 'ulberbitzung im Gehäuse
5 die Stromzufuhr
zur Heizspule
16 unteruricht. bieser thermische Schutzschalter
30
kann an sich beliebi!-, sein, z.B.iriiFDrm eine'r Schmelzsicherungg eines
Bimetallkontaktes oder auch einer Platzsicherungg wobei in einem Behälter eine mit
Flüssigkeit gefüllte Patrone vorgesehen ist, die einen elektrischen Kontakt aufrecht
erhält.
Die Patrone ist dabei so a,#sgeie-t, daß sie bei einer bestimm- |
ten Temperatur zerplatzt und dann die, elektris,#hen Kontakte |
unterbricht, so da# die Heizung abgeschaltet wird. |
Die -,dirkungsweise des in Fig.1 beispielsweise dargest-allten |
erfindungsgemäßen Zonenventils ist debei f.olgedde": |
Die #,tromzufuhr über die Leitungen 17-,18 zur-Heizspule
16 wird |
in beliebiger Wleise von einem Geber gesteuert, aer in Abhängig- |
keit von einer jeweils beliebigen physikalischen Größe bestimat, |
ob die Heizspule 16 ',iUrme erzeugen soll oder nicht.'bobald
die |
Heizspule 16 in Tätigkeit ist, wird in dem temperaturempfind- |
lichen'Arbeitselenent 9 der eingefüllte Delinstoff erwärmt,
so |
daß der Arbeitskolben lo aus dem Gehäuse 9 heraustritt.
Da sieh |
der -Arbeitskolben lo über die Brücke 11 am festen Bügel
6 ab- |
stützt, wird das thermostatische Arbeitselement 9 zusammen
mit |
dea' Bügel 7 in RiQhtung des Pfeiles X angehoben. Gleichzeitig |
.wird damit auch der mit dem beweglichen Bägel 7.verbundene |
Ventilstössel 13 in Pfeilrichtung verschooe.n. Der Hub
wird so- |
lange-durchgefährti solange die Heizun--i-lo6 in Tätigkeit
istg wo- |
bei jedoch naoh einem -eins-te-Llbaren bestimmten Hi;Co der
beilveg- |
liche Lüczel 7 über die Halteplatte 8, oder in
einer anderen ge- |
eigneten Weise, den Betätigupgsstift 23 des Hubbegrenzungs- |
schalte'rs 21 derart betätigt, daß durch den Schalter 21 die |
btroazufuhr Zur Heizspule 16 unterbrochen wird. Dadurch
wird |
eine weitere Relativbewegung zwischen fegtem#Bägel
6 und beweg-.#' |
'liehern bügel 7 verhindert. Durch die langsam eintretende
-,-ib- |
kühlung wird unter der Wirkung eine.r Rückstellfeder-31, die
sich |
zwis"hen dem unteren Teil 12 des beweglichen Bügels
7 und -dem waa-.,reühten Teil
32 des fester! Bügels
6 abstützt,
der Arbeits-CD koiben lo wieder-am in das Gehäuse des temperaturabhängigen Arbeitselementes
9 gebehoben, wodurch bei dem Erfindungsgegenstand der bewegliche Bügel
7 entgegen der Rich-üu-j,-, des Pfeiles X nach unten verschoben -wird. Wird
darch aen
- nicht darryestellten'- .D Gebar weiternin eine ventilbetätivung
D C> refordert, dann wird, sobald die Ve-rbindung z Wlsehen dem beweglichen Bügel
und dem Betätigungsstift
23 des Hubbegrenzun. ;sschalters 21 unt-erbrochen
ist, d.h., der Hubbegrenzungsschalter wieder umgeschaltet hat, die Heizung
16 erneut wirksam. Dadurch wird erreicht, daß bei andauernder Forderung nach
Ventilbetätigun- aer Stössel l'z in seiner jewe ili-CD
2
gen Arbeitslage praktisch
unbeweglich verharrt.
CD
.Am Anschlußflansch 2 ist, eventue*ll ausweenselbar,
jedoch. unverlierbar, eine Überwurfmutter
33 vorgesehen, die zur Verb,in-me.-dung
des Geräts mit der jeweiligen zu beeinflussenden Rohr-CD leitung dient. Durch die
Auswechselbarkeit der Überwurfmutter
33
kann das erfindungsgemäße Zonenventil
bzw. die Verstelleinrichtung ohne Abänderung an verschiedenen Rohrleitungsquerschnitten
befestigt werden. Aus Fig.2 ist die Notverstellvorrichtung ersichtlich. Dabei ist
in einem Block 34, der mit der Grundplatte
1 bzw. mit dem festen B-Ligel
6 verbunden ist, ein mit einer Handschraube
35 versehener Exzenter
36 mit Betätigungsstift
37 verdrehbar gelagert. Zur axi-alen Fixierung
dient eine Ringnut 38,in der eine federbe-
lastete Kugel 39 einrästet. Die Federbelastung wird
beispiels- |
weise.duroh eine Blattfeder 4o bewirkt. |
Der Betätigungsstift 37 greift in einen Schlitz 41 des
beweg- |
liehen Bügels 7 eine so daß bei der vorgesehenen Arbeitsbewe-' |
gung des Bilgels 7 nach oben keine Behinderung des Bewegungsvür- |
ganges durch denBetätigungsstift 3.7 eintritt. Sollte
jedocil |
durch irgendeinen De£-fekt, auch dann, wenn eine Ventilbetätigung |
erwünscht und notwendig ist, der bewegliche Bügel
7 nicht naoh |
oben verschoben werden, dann kann durch Verdrehen der Hand- |
schraube 35 der exzentrisch angeordnete Betätigungsstift
37 in |
seiner Höhenlage verändert werden und dr#ickt dadurch in Vei-bin- |
dun& mit der%Kante 42 des Schli-uzes 41 im bewäglichen
Bügel 7 |
diesen zusammen mit den daran angeordneten Teilen des Zonenven- |
tils nach ebene iii Richtuny des Pfeiles 1 der Fig.1.
Die an sich |
relativ geringe Verschiebung des beweglichen Bügels
7 mittels |
der Notverstelleinrichtung genügty um sch-4dliche Wirkungen
aus- |
zuschalten. |
Aus Fig.3 ist-ersichtlich, daß durch den be-Neglichen Bügel
7 bzw. |
die damit verbundene Haiteplatte 8 ein bchalter 22 betitigt
wirdg |
der, wie obenstehend erläutert, zur bteuerung beliebiger zuge-. |
ordneter AnZeige- oder Arbeitselemerfte dienen kann. |
Bei dem in den Fig.4 und 5 dargestellten Ausfährungsbeibpiel |
sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen, wie
in |
Iden Fig.-1 bis 3. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die An- |
ordnung so --..,troffen, daß der Arbeitskolben lo di*e-des
tempera- |
turabhängigen Arbeitselen-,entes 9 bei ErwUrmung durch
aie Hei- |
zung
16 sich in Richtung des Pfeiles Y nach unten verschiebt.
Auf
Arbeitskolben
10 ist eine Ringplatte 43 od.dgl. vorgesehen, gegen
die sich eine Rückstellfeder 44 abstützt, die andererseits am unteren* waagerechten
Teil 12 des beweglichen Bügels
7 abgestützt ist. Bei dieser Ausführungsform
muß keine Notverstellungse# .#.#nrichtung vorgesehen werden, da bei Ausfall des
Arbeitselements bzW6'..ider elektrisehen Heizung oder eines anderen Gliedes ein
Zurücklaufen des Kolbens
10 durch die Rückstellfeder 44 erfolgt. Dies hat
wiederum zur Folge, daß durch die Bewegungerichtung der Ventilarmatur det Ventilquerschnitt
öffnet und damit den Weg für das Heizmittel freigibt; Es ist unter Umständen denkbar,
daß ein ungekehrter Vorgang wün-. sehenswert wäre, daß also das Ventil bei Ausfall
geschlossen sein müßte. In diesem Falle kann eine Notverstellung ohne weiteres vorgesehen
werden. Die Wirkungsweise des Hubbegrenzungsschalters, der Heizung-16, döj
i
festen Bügels
6, des thermischerY Schutzschalters
30 und anderer
übereinstimmender Einrichtungen sind gleich, wie bei dem Aus M -rungsbeispiel nach
Fig.
1 bis
3 erläutert. Unterschiedlich Ist die Bewegung des Kolbens
10, der bei der Ausführungsform nach'den Fig. 4 und
5 direkt als Ventilstössel
wirkt. Ist das zugehörige Ventil geschlossen bzw, im gewünschtenSinne betätigt,
dann stützt sich der als Ventilstössel wirkende Arbeitskolben
10 an dem Ventil
ab, wodurch bei weiterer Erwärmung des thermostatischen Arbeitzele mentes.9 der
bewegliche Bügel
7 entgegender Pfeilrichtung Y zusammen mit dem themostatischen
Arbeitselement
9 sich-nach oben beWegts--und zwar gegen die Wirkung der RÜckstellfeder
31-,Durch diese Bewegung wird der Hubbegrenzungssehalter 21 bet44,i g --so daß dann
sofort die Heizung unterbrochen wird. Die Rückstellfeder 44 drUckt den Arbeitskolben
10 wieder in das Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes g. Wird eine
Ventilbetätigung weiterhin gewünscht,
dann schaltet, sobald der
bewegliche Bügel
7 durch die Rückstellfeder
31 in die Ruhelage gebracht,
der Hubbegrenzungssehalter 21 aus und-durch die Heizung
16 wird der Arbeitskolben
10 wiederum In Arbeitsstellung bewegt. Die bei dauernder Beaufschlagung der
Heizung
16 auftretenden kleinen Verschiebungen, hervorgerufen durch den Hubbegrenzungsschalter
21, sind auf die Wirkung des zugeordneten Ventils praktisch ohne Einfluß.